一 、簡介

　　所謂類的單例設計模式，就是 採取一定的方法保證在整個的軟體系統中，對某個類只能存在一個物件例項，並且該類只提供一個取得其物件例項的方法(靜態方法)。 ​ 比如 Hibernate 的 SessionFactory，它充當資料儲存源的代理，並負責建立 Session 物件。SessionFactory 並不是輕量級的，一般情況下，一個專案通常只需要一個 SessionFactory 就夠，這是就會使用到單例模式。

二、 單例模式的五種方式

1、餓漢式

案例1 靜態常量：

package com.ycdhz.design.Singleton;

public class SingletonTest01 {

    
 
public static void main(String[] args) {
        Singleton temp01 = Singleton.getInstance();
        Singleton temp02 = Singleton.getInstance();
        System.out.println(temp01 == temp02);
        System.out.println("temp01:" + temp01.hashCode());
        System.out.println("temp02:" + temp02.hashCode());
    }
}

 
class Singleton {
    // 構造器私有化 (防止 new )
    private Singleton() {}

    //類的內部建立物件
    private final static Singleton instance = new Singleton();

    //向外暴露一個靜態的公共方法 getInstance
    public static Singleton getInstance(){
        return instance;
    }
}

案例2 靜態方法塊：

class Singleton {

    private Singleton() {}

    
 
private static Singleton instance;

    static {
        instance = new Singleton();
    }

    public static Singleton getInstance(){
        return instance;
    }
}

總結：

1、這種寫法比較簡單，就是在類裝載的時候就完成例項化。避免了執行緒同步問題。

2、在類裝載的時候就完成例項化，沒有達到懶載入的效果。如果從始至終從未使用過這個例項，則會造成記憶體的浪費。

3、這種方式基於ClassLoader 機制避免了多執行緒的同步問題，不過instance 在類裝載時就例項化，在單例模式中大多數都是呼叫getInstance 方法，但是導致類裝載的原因有很多種，因此不能確定有其他的方式（或者其他的靜態方法）導致類裝載，這時候初始化 instance 就沒有達到懶載入的效果。

4、這種單例模式可用，但可能造成記憶體浪費

2、懶漢式

案例1 執行緒不安全：

class Singleton {

    private static Singleton singleton;

    private Singleton(){}

    //提供一個靜態的公有方法，當使用到該方法時，才去建立 instance
    public static Singleton getInstance(){
        if(singleton == null){
            singleton = new Singleton();
        }
        return singleton;
    }
}

總結：

1、起到了懶載入的效果，但是隻能在單執行緒下使用。

2、如果在多執行緒下，一個執行緒進入了if (singleton == null)判斷語句塊，還未來得及往下執行，另一個執行緒也通過了這個判斷語句，這時便會產生多個例項。

3、在實際開發中， 不建議使用這種方式。

案例2 執行緒安全，同步方法：

class Singleton {

    private static Singleton singleton;

    private Singleton(){}

    //方法前加synchronized關鍵字解決執行緒安全問題，但是會增加建立的時間消耗。
    public static synchronized Singleton getInstance(){
        if(singleton == null){
            singleton = new Singleton();
        }
        return singleton;
    }
}

總結：

1、解決了執行緒安全問題

2、效率太低了，每個執行緒在想獲得類的例項時候，執行 getInstance()方法都要進行同步。而其實這個方法只執行一次例項化程式碼就夠了，後面的想獲得該類例項，直接 return 就行。 方法進行同步效率太低。

3、在實際開發中， 不推薦使用這種方式。

案例3 執行緒安全，雙重檢查：

class Singleton {

    private static volatile Singleton instance;

    private Singleton(){}

    //提供一個靜態的公有方法，加入雙重檢查程式碼，解決執行緒安全問題, 同時解決懶載入問題。
    public static synchronized Singleton getInstance(){
        if(instance == null){ // 第一次檢查
            synchronized (Singleton.class){
                if(instance == null){ // 第二次檢查
                    instance = new Singleton();
                }
            }
        }
        return instance;
    }
}

總結：

1、執行緒安全， 延遲載入，效率較高。 通過Double-Check 概念是保證了執行緒安全，如程式碼中所示，我們進行了兩次 if (instance == null)檢查

2、在實際開發中， 推薦使用這種單例設計模式總結 。

3、靜態內部類

案例1：

class Singleton {
    private static volatile Singleton instance;

    private Singleton() {}

    //寫一個靜態內部類,該類中有一個靜態屬性 INSTANCE。
    private static class SingletonInstance {
        private static final Singleton INSTANCE = new Singleton();
    }

    //提供一個靜態的公有方法，直接返回 SingletonInstance.INSTANCE。
    public static synchronized Singleton getInstance() {
        return SingletonInstance.INSTANCE;
    }
}

總結

1、這種方式採用了類裝載的機制來保證初始化例項時只有一個執行緒。

2、靜態內部類方式在 Singleton 類被裝載時並不會立即例項化，而是在需要例項化時，呼叫 getInstance 方法，才會裝載 SingletonInstance 類，從而完成 Singleton 的例項化。

3、類的靜態屬性只會在第一次載入類的時候初始化，所以在這裡，JVM 幫助我們保證了執行緒的安全性，在類進行初始化時，別的執行緒是無法進入的。

4、避免了執行緒不安全，利用靜態內部類特點實現延遲載入，效率高，推薦使用。

4、列舉

package com.ycdhz.design.Singleton;

public class SingletonTest07 {

    public static void main(String[] args) {
        Singleton instance = Singleton.INSTANCE;
        Singleton instance1 = Singleton.INSTANCE;
        System.out.println(instance == instance1);
    }
}

enum Singleton {
    INSTANCE; //屬性
}

總結：

1、其底層是依賴 JDK1.5 中新增的Enum類實現的，列舉類的成員變數其實都是靜態型別的，並且是在靜態程式碼塊中例項化的，有點像餓漢模式，也是天然執行緒安全的。不僅能避免多執行緒同步問題，而且還能防止反序列化重新建立新的物件。

2、推薦使用。

5、ThreadLocal

public class Singleton{
    
    private Singleton(){}
    
    // 使用ThreadLocal實現執行緒安全的單例
    private static final TheadLocal<Singleton> instance= new ThreadLocal<Singleton>(){
        @Override
        protected Singleton initialValue(){
            return new Singleton();
        }
    };
    
    public static Singleton getInstance(){
        return instance.get();
    }
}

總結：

1、ThreadLocal會為每一個執行緒提供一個獨立的副本，在多個執行緒對資料的訪問相互獨立。

2、根據實際情況選用。

三、 總結

1、單例模式保證了系統記憶體中該類只存在一個物件，節省了系統資源，對於一些需要頻繁建立銷燬的物件，使用單例模式可以提高系統性能。

2、當想例項化一個單例類的時候，必須要記住使用相應的獲取物件的方法，而不是使用 new。

3、單例模式 使用的場景：需要 頻繁的進行建立和銷燬的物件、建立物件時耗時過多或耗費資源過多(即：重量級物件)，但又經常用到的物件、 工具類物件、頻繁訪問資料庫或檔案的物件(比如 資料來源、session 工廠等)。